论文部分内容阅读
离子液体是一种新型绿色溶剂,开展纤维素/壳聚糖在离子液体中的溶解与纺丝性能研究,制备兼具纤维素纤维与壳聚糖纤维优点的共混纤维,对充分利用天然资源,提高我国纺织工业纤维原料的差别化率等具有重要的理论与现实意义。本论文探讨了壳聚糖在四种离子液体1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐[BMIM]Ac、1-乙基-3-甲基-咪唑醋酸盐[EMIM]Ac、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐[BMIM]Cl、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐[AMIM]Cl中的溶解性能以及纤维素在四种离子液体中的溶解与降解行为,在详细研究了纤维素/壳聚糖/[EMIM]Ac溶液的流变性能的基础上利用湿法纺丝工艺成功制备了性能优良的纤维素/壳聚糖复合纺丝纤维,结果显示:100℃时,低分子量壳聚糖在[EMIM]Ac中溶解浓度可达到15%以上,溶解后的壳聚糖经甲醇和水再生后的热稳定性提高,乙醇再生后热稳定性降低;再生后壳聚糖晶型由α型转变为β型。四种离子液体中,[EMIM]Ac对纤维素降解程度最小,[AMIM]Cl最大;温度是影响纤维素在离子液体中降解的主要因素,添加没食子酸丙酯可缓解纤维素在离子液体中的降解;纤维素在[EMIM]Ac中的最佳溶解条件为:温度80℃,时间1h,搅拌速度230r/min。低分子量壳聚糖在[EMIM]Ac溶液中溶度小于3%时呈牛顿型流体,大于3%时转变为假塑型流体。纤维素/壳聚糖/[EMIM]Ac溶液的黏度随着壳聚糖含量增大而降低,流变学规律符合Cox-Merz规律,溶液储能模量(G’)与损耗模量(G’’)有一个交叉点,该交叉点随着温度的升高向高频区移动。通过Cross方程与Arrhenius公式计算可知,该溶液零剪切黏流活化能为52.1~62.5KJ/mol,与纤维素/NMMO体系接近,结构粘度指数低于纤维素/[EMIM]Ac体系,显示潜在可纺性。壳聚糖/纤维素共混纤维纤度2~4dtex,断裂强度2.6~3.3cN/dtex,优于一般粘胶短纤的性能;纤维表面与断面均一性良好。